Бог и Мультивселенная. Расширенное понятие космоса - Виктор Стенджер

Отношение значений а и параметра сильного взаимодействия α_s тоже важно в некоторых случаях. Если варьируются оба параметра, то не требуется никакой точной настройки, чтобы были возможны и стабильные ядра, и свободные протоны.

Еще два факта, которые игнорирует большинство сторонников точной настройки:

♦ параметры взаимодействий α, α_s и α_W не являются постоянными, а изменяются в зависимости от энергии;

♦ эти параметры не независимы.

Ожидается, что параметры взаимодействий будут равны при какой-то энергии объединения. Более того, все три связаны в нынешней стандартной модели и, скорее всего, останутся взаимосвязанными в любой удачной модели. Едва ли они когда-нибудь будут различаться на много порядков.

Другие параметры, такие как скорость распада протонов и избыток барионов в начале существования Вселенной, могут изменяться в довольно широких пределах, прежде чем они приведут к возникновению угрожающей жизни радиации.

Космические параметры. Мы уже избавились от космических параметров, которые полагались столь критичными для существования сколько-нибудь пригодной для жизни вселенной: массовой плотности Вселенной, скорости расширения и соотношения количества протонов и электронов. Они не просто неточно настроены — они зафиксированы общепринятой физикой и космологией, а если говорить о постоянной Хаббла, то практически любое ее значение подошло бы для существования жизни.

Аналогично распространенность дейтерия имеет мало отношения к наличию жизни. Количество, необходимое для жизни, невелико, и допустимый диапазон составляет два порядка.

Королевский астроном Великобритании Мартин Рис и другие утверждают, что неоднородность материи во Вселенной, представленная величиной Q, должна была быть точно настроена в пределах порядка, чтобы стало возможно формирование галактик. Порядок — это едва ли тот случай точной настройки, который имеют в виду теисты, они чаще упоминают одну часть на 50–100 порядков. Ктомуже, если менять массу нуклонов вместе с Q, можно опять же расширить диапазон параметров для жизни.

В главе 14 мы обсудили модель LCDM, которая точно соответствует данным об анизотропиях реликтового излучения и согласуется с наблюдениями структуры галактик. В этой модели только шесть настраиваемых параметров, ни один из которых не входит в список, вокруг которого Росс и другие приверженцы божественной точной настройки устроили столько шума. Плотность материи не является параметром, а предполагается равной критическому значению. Скорость расширения (постоянная Хаббла) не является настраиваемым параметром, а вычисляется из модели. Единственный параметр — это отношение плотности темной энергии к критической плотности. Параметр Риса Q не входит в число этих шести, но он неявно присутствует в расчете структуры галактик.

Короче говоря, сторонникам божественной точной настройки стоит вернуться к чертежной доске, просчитать модель LCDM при разных наборах параметров и показать, что жизнь в любой форме была бы невозможна, если бы эти шесть параметров не были именно такими, каковы они в нашей Вселенной.

Моделирование вселенных. Совокупные свойства Вселенной в том виде, какой мы знаем ее сейчас, определяются лишь тремя физическими параметрами: силой электромагнитного взаимодействия α и массами протона и электрона m_p и m_е. Исходя из них, мы можем оценивать такие величины, как максимальное время жизни звезд, минимальные и максимальные массы планет, минимальная длина планетарного дня и максимальная продолжительность года для обитаемой планеты. Сгенерировав 10 тыс. вселенных, в которых параметры варьировались случайно по логарифмической шкале в диапазоне 10 порядков, я обнаружил, что в 61% вселенных время жизни звезд превышало 10 млрд. лет, что допускает развитие какой-нибудь разновидности жизни.

Коллинз ранее возражал против сделанного мной предварительного вывода двадцатилетней давности о том, что длительное время жизни звезд не является точно настроенным. Он полагает, что не все из этих вселенных подходят для жизни и что я не учел свойства, препятствующие жизни. Он ссылается на Джона Барроу и Франка Типлера, которые в своем классическом (хотя и содержащем множество опечаток и математических ошибок) труде «Антропный космологический принцип» (The Anthropic Cosmological Principle) привели оценку, что должно выполняться соотношение α ≤ 11,8α_s, чтобы углерод был стабильным.

Поскольку в своем исследовании я варьировал все параметры в пределах 10 порядков, я не ожидал, что такой строгий критерий будет выполняться часто. Тем не менее я проверил это и обнаружил, что условие Барроу — Типлера удовлетворялось в 59% случаев. Я также изучил, что происходит, когда параметры варьируются в пределах всего двух порядков. Тогда в 91% случаев α ≤ 11,8α_s. И снова я должен подчеркнуть, что сторонники точной настройки заявляют о куда большей чувствительности, чем изменение в пределах порядка.

Если наложить на все три параметра достаточно жесткие ограничения, чтобы получить жизнь, то 13% вселенных способны поддерживать жизнь какого-либо рода, не слишком отличную от нашей, при изменении параметров в пределах 10 порядков. Если же они варьируются в пределах двух порядков, что более реалистично, поскольку параметры не независимы, а взаимосвязаны, то в 92% вселенных время жизни звезд превышает 10 млрд. лет, а 37% способны поддерживать жизнь какого-либо рода, не слишком отличную от нашей. Жизнь, сильно отличающаяся от нашей, остается возможной в значительной части остальных вселенных, в первую очередь судя по большому времени жизни звезд.

Я не говорю, что объяснил значения всех параметров физики и космологии. В этом нет необходимости, если я хочу опровергнуть заявления оппонентов, что многие параметры настроены с невероятной точностью, такой как 1 часть на 120 порядков. Неточность в 1%, 10% или даже на порядок, как в случае параметра неоднородности Q, не считается точной настройкой.